解读金刚石.doc

解读金刚石金刚石,英文名称: diamond 定义:碳的同素异形体,是自然界中已知的最坚硬的物质,有天然和人造两类。金刚石俗称“金刚钻”, 也就是我们常说的钻石, 是一种由纯碳组成的矿物。碳可以在高温、高压下形成金刚石。金刚石是原子晶体,一块金刚石是一个巨分子,为 N个C 的聚合体。只能用它的元素符号加注释来表示[C( 金刚石)]。金刚石与石墨同属于碳的单质。如果将金刚石加热到 1000 ℃时, 它会缓慢地变成石墨。石墨原子间构成正六边形是平面结构,呈片状。金刚石的熔点是 3550 ℃, 石墨的熔点是 3652 ℃~ 3697 ℃( 升华) 。石墨熔点高于金刚石。从片层内部来看, 石墨是原子晶体;从片层之间来看, 石墨是分子晶体( 总体说来, 石墨应该是混合型晶体) ;而金刚石是原子晶体。石墨晶体的熔点反而高于金刚石, 似乎不可思议, 但石墨晶体片层内共价键的键长是 × 10- 10m, 金刚石晶体内共价键的键长是 × 10- 10m 。同为共价键, 键长越小, 键越牢固, 破坏它也就越难, 也就需要提供更多的能量, 故而熔点应该更高。石墨的分子晶体属性导致它的熔点高。金刚石的结晶体的角度是 54度 44分8 秒。金刚石一般为粒状, 有各种颜色, 从无色到黑色都有, 以无色的为特佳。金刚石的颜色取决于纯净程度、所含杂质元素的种类和含量, 极纯净者无色, 一般多呈不同程度的黄、褐、灰、绿、蓝、乳白和紫色等; 纯净者透明, 含杂质的半透明或不透明。金刚石的折射率非常高, 色散性能也很强, 这就是金刚石为什么会反射出五彩缤纷闪光的原因。金刚石在阴极射线、X 射线和紫外线下, 会发出不同的绿色、天蓝、紫色、黄绿色等色的荧光;在X 射线照射下会发出蓝绿色荧光; 在日光曝晒后至暗室内发淡青蓝色磷光。天然金刚石仅产出于金伯利岩筒中。金伯利岩是它们的原生地岩石,其他地方的金刚石都是被河流、冰川等搬运过去的。天然金刚石的矿物化学组成中,总会含有 Si、 Mg 、 Al、 Ca 、 Mn 、 Ni 等元素,并常含有 Na 、B、 Cu 、 Fe、 Co 、 Cr、 Ti、N 等杂质元素, 以及碳水化合物。金刚石矿物晶体构造属等轴晶系同极键四面体型构造。碳原子位于四面体的角顶及中心,具有高度的对称性。单位晶胞中碳原子间以同极键相连结,距离为 ?(10-10m ) 。常见晶形有八面体、菱形十二面体、立方体、四面体和六八面体等。金刚石的是刚玉的 4 倍,石英的 8 倍;金刚石摩氏硬度为 10,新摩氏硬度为 15; 显微硬度 10000kg/mm2 , 显微硬度比石英高 1000 倍, 比刚玉高 150 倍; 详细的绝对硬度如下: 金刚石 10000-2500 , 刚玉 2500-2100 , 石英 1550-1200 ; 金刚石硬度具有方向性, 八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度, 菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。金刚石矿物性脆, 贝壳状或参差状断口, 在不大的冲击力下会沿晶体解理面裂开,具有平行八面体的中等或完全解理,平行十二面体的不完全解理。矿物质纯,密度一般为 - 。;呈金刚光泽,少数油脂或金属光泽。高折射率,一般为 - 。色散率为 。热导率一般为 / (m·